CN100377276C - 制造电子源的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种易于小型化并容易操作的电子源制造装置。该电子源制造装置包括支撑具有导体(11)的基片(10)的支撑件、具有入口(15)和气体排出口(16)并覆盖基片(10)的表面的部分区域的容器(12)、连接到气体入口(15)以将气体输入到容器的进气装置(24)、连接到排气口以将容器的内部抽空的排气装置(26)以及给该导体施加电压的装置(32)。

Description

制造电子源的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种电子源的制造装置和制造方法。

背景技术

通常，公知的电子发射器件有两种类型，即热电子发射器件和冷阴极电子发射器件。冷阴极电子发射器件包括场发射型电子发射器件、金属/绝缘体/金属型电子发射器件以及表面传导型电子发射器件。

表面传导型电子发射器件利用这样的现象：通过使电流流经在基片上形成的较小的薄膜来与薄膜表面平行地发射电子。本申请人已经提出了多种具有新颖的结构的表面传导型电子发射器件及其它们的应用。在日本专利公开JP7-235255和8-171849中都公开了这些器件的基本结构、制造方法等。

表面型电子发射器件的特征在于在一基片上具有一对对着的器件电极和导体膜，该导体膜连接到该对器件电极上并具有部分电子发射部分。导体膜部分裂开。

在该裂缝的端部上形成有至少主要包含碳或碳化合物的淀积膜。

许多电子发射器件都可以设置在一基片上并进行连线以制造具有许多表面传导型的电子发射器件的电子源。

通过组合这种电子源和荧光物质可以形成成像装置的显示面板。电子源的面板通常按照如下方法制造。

作为第一种制造方法，制造电子源基片，在该基片上形成许多器件和连接这些许多器件的引线，每个器件都由导体膜和连接到该导体膜的一对器件电极制成。所制造的电子源基片放在真空室中。在将真空室的内部抽成真空之后，通过外部接线端子给每个器件施加电压以在每个器件的导体膜上形成裂缝。将包含有机物质的气体输入到该真空室中。再次通过外部端子在有机物质存在的环境下给每个器件施加电压，由此在裂缝的附近淀积碳或碳化合物。

作为第二种制造方法，制造电子源基片，在该基片上形成许多器件和连接这些许多器件的引线，每个器件都由导体膜和连接到该导体膜的一对器件电极制成。通过支撑架将所制造的电子源和具有荧光物质的基片连接在一起以制造成像装置的面板。通过面板的排气管道将该面板的内部抽空，并通过面板的外部端子给每个器件施加电压以在每个器件的导体膜上形成裂缝。将包含有机物质的气体通过排气管道输入到该面板中。再次通过外部端子在存在有机物质的环境下给每个器件施加电压，由此在裂缝的附近淀积碳或碳化合物。

人们已经采用这些制造方法。然而，随着电子源基片的增加第一种制造方法要求更大的真空室和用于处理较高真空度的排气装置。第二种制造方法要求较长的时间来将成像装置的面板的内部空间抽成真空和将包含有机基片的气体输入到面板的内部空间中。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种易于小型化并容易操作的电子源制造装置。

本发明的另一目的是提供一种能够提高生产速度并适合于大批生产的电子源制造方法。

本发明的再一个目的是提供一种能够制造具有优良的电子发射特性的电子源的电子源制造装置和制造方法。

依据本发明电子源制造装置的特征在于：包括支撑具有导体的基片的支撑件、具有进气口和排气口并覆盖基片的表面的部分区域的容器、连接到进气口以将气体输入到容器的装置、连接到排气口以将容器的内部抽成真空的装置以及给该导体施加电压的装置。

依据本发明的电子源制造装置，在上述电子源制造装置中的支撑件包括将该基片固定到支撑件的装置。

依据本发明的电子源制造装置，在上述电子源制造装置中的支撑件包括真空夹紧基片和支撑件的装置。

依据本发明的电子源制造装置，在上述电子源制造装置中的支撑件包括静电夹持基片和支撑件的装置。

依据本发明的电子源制造装置，在上述电子源制造装置中的支撑件包括热传导部件。

依据本发明的电子源制造装置，在上述电子源制造装置中的支撑件包括基片的温度控制机构。

依据本发明的电子源制造装置，在上述电子源制造装置中的支撑件包括热产生装置。

依据本发明的电子源制造装置，在上述电子源制造装置中的支撑件包括冷却装置。

依据本发明的电子源制造装置，在上述电子源制造装置中的容器包括使输入到容器中的气体进行扩散的装置。

依据本发明的电子源制造装置，上述电子源制造装置进一步包括对所输入的气体进行加热的装置。

依据本发明的电子源制造装置，上述电子源制造装置进一步包括对所输入的气体进行干燥的装置。

依据本发明的一种使用制造装置进行的电子源制造方法，其特征在于包括如下的步骤：将具有导体和连接到导体的引线的基片设置在支撑件上；以所述制造装置提供的容器覆盖在基片上除了引线部分以外的导体；在容器内设置所需的气氛；以及通过引线部分给该导体施加电压。

依据本发明的电子源制造方法，在上述的电子源制造方法中的在容器中设定所需的气氛的步骤包括将该容器抽成真空的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，在上述的电子源制造方法中的在容器中设定所需的气氛的步骤将气体输入到该容器中的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，上述的电子源制造方法进一步包括将该基片固定到该支撑件上的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，在上述电子源制造方法中的将该基片固定到该支撑件上的步骤包括真空夹持基片和支撑件的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，在上述电子源制造方法中的将该基片固定到该支撑件上的步骤包括静电夹持基片和支撑件的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，在上述电子源制造方法中在支撑件上设置基片的步骤包括在基片和支撑件之间设置热传导部件的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，在上述电子源制造方法中给导体施加电压的步骤包括控制基片的温度的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，在上述电子源制造方法中给导体施加电压的步骤包括加热基片的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，在上述电子源制造方法中给导体施加电压的步骤包括冷却基片的步骤。

依据本发明的一种使用制造装置进行的电子源制造方法，其特征在于包括如下的步骤：在支撑件上设置基片，在该基片上形成许多器件和连接这些器件的引线，每个器件都具有一对电极和设置在该对电极之间的导体膜；以所述制造装置提供的容器覆盖在基片上除了引线部分以外的许多器件；在容器中设定所需的气氛；以及通过引线部分给许多器件施加电压。

依据本发明的一种使用制造装置进行的电子源制造方法，其特征在于包括如下的步骤：在支撑件上设置基片，在该基片上形成许多器件和许多X-方向引线和许多Y-方向引线，每个器件都具有一对电极和设置在该对电极之间的导体膜，这些X-方向引线和Y-方向引线以矩阵的方式连接这些许多器件；以所述制造装置提供的容器覆盖在基片上除了X-方向引线和Y-方向引线部分以外的许多器件；在容器中设定所需的气氛；以及通过X-方向引线和Y-方向引线部分给许多器件施加电压。

依据本发明的电子源制造方法，在上述的电子源制造方法中的在容器中设定所需的气氛的步骤包括将该容器的内部抽成真空的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，在上述的电子源制造方法中的在容器中设定所需的气氛的步骤包括将气体输入到该容器的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，上述的电子源制造方法进一步包括将该基片固定到该支撑件上的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，在上述的电子源制造方法中将基片固定到支撑件的步骤包括真空夹持基片和支撑件的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，在上述的电子源制造方法中将基片固定到支撑件的步骤包括静电夹持基片和支撑件的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，在上述的电子源制造方法中将基片设置在支撑件上的步骤包括在基片和支撑件之间设置热传导部件的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，在上述的电子源制造方法中给器件施加电压的步骤包括控制基片的温度的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，在上述的电子源制造方法中给基片施加电压的步骤包括加热基片的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，在上述的电子源制造方法中给器件施加电压的步骤包括冷却基片的步骤。

依据本发明的一种使用制造装置进行的电子源制造方法，其特征在于包括如下的步骤：在支撑件上设置基片，在该基片上形成许多器件和连接许多器件的许多引线，每个器件都具有一对电极和设置在该对电极之间的导体膜；以所述制造装置提供的容器覆盖在基片上除了引线部分以外的许多器件；在容器中设定第一气氛；在第一气氛下通过引线部分给许多器件施加电压，在容器中设定第二气氛；以及在第二气氛下通过引线部分给许多器件施加电压。

依据本发明的一种使用制造装置进行的电子源制造方法，其特征在于包括如下的步骤：在支撑件上设置基片，在该基片上形成许多器件和以矩阵的方式连接许多器件的许多X-方向引线和Y-方向引线，每个器件都具有一对电极和设置在该对电极之间的导体膜；以所述制造装置提供的容器覆盖在基片上除了X-方向引线和Y-方向引线部分以外的许多器件；在容器中设定第一气氛；在第一气氛下通过X-方向引线和Y-方向引线部分给许多器件施加电压；在容器中设定第二气氛；以及在第二气氛下通过X-方向引线和Y-方向引线部分给许多器件施加电压。

依据本发明的电子源制造方法，在上述的电子源制造方法中在容器中设定第一气氛的步骤包括将该容器的内部抽成真空的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，在上述的电子源制造方法中在容器中设定第二气氛的步骤包括将包含有碳化合物的气体输入到该容器中的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，上述的电子源制造方法进一步包括将基片固定到支撑件的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，在上述的电子源制造方法中的将基片固定到支撑件的步骤包括真空夹持基片和支撑件的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，在上述的电子源制造方法中的将基片固定到支撑件的步骤包括静电夹持基片和支撑件的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，在上述的电子源制造方法中将基片设置在支撑件上的步骤包括在基片和支撑件之间设置热传导部件的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，在上述的电子源制造方法中给器件施加电压的步骤包括控制基片的温度的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，在上述的电子源制造方法中给基片施加电压的步骤包括加热基片的步骤。

依据本发明的电子源制造方法，在上述的电子源制造方法中给器件施加电压的步骤包括冷却基片的步骤。

依据本发明的制造装置包括支撑基片的支撑件和覆盖由该支撑件所支撑的基片的容器，在该基片上事先形成有导体。这个容器覆盖基片表面的部分区域。这就可以在基片上形成气密空间同时将引线部分暴露在容器的外部，该引线形成在基片上以连接到在基片上的导体。该容器具有进气口和排气口。该进气口和排气口分别连接到将气体输入到容器的装置和将气体排出该容器的装置。这种结构可以在容器中设定所需的气氛。在其上事先形成有导体的基片是一种作为电子源的基片，该电子源通过电处理在该导体上形成电子发射部分。本发明的制造装置还包括执行电处理的装置，例如给导体施加电压的装置。这种制造装置可以实现小型化和比如在电处理中电连接到电源的易操作性。此外，提高了设计的自由度比如设计容器的大小和形状的自由度，并且能够在较短的时间内将气体输入到容器中和从该容器中排放气体。

依据本发明的制造方法，在支撑件上设置基片，在该基片上事先形成导体和连接到该导体的引线。在基片的导体除了引线部分以外以容器覆盖。虽然形成在基片上的引线部分暴露在容器之外，但是导体还是设置在形成上述基片的气密空间中。容器的内部设定到所需大气压并对导体进行电处理，例如通过暴露在容器之外的引线部分接收电压。在这种情况下，所需的气氛是一种压力降低的大气压或存在特定气体的气氛。电处理是在导体中形成电子发射部分以获得电子源的处理。在某些情况下，在不同的气氛下重复电处理许多次。例如，在基片上的导体除了引线部分以外以容器覆盖。然后执行设定在容器中第一气氛并执行电处理的步骤和执行设定在容器中第二气氛并执行电处理的步骤。因此，在导体上形成了高质量的电子发射部分以制造电子源。如下文将要描述，可取的是第一和第二气氛分别是压力降低了的大气压和在其中存在特定气体比如碳化合物的气氛。这种制造方法有利于在电处理中电连接到电源。由于提高了设计的自由度比如设计容器的大小和形状的自由度，所以能够在较短的时间内将气体输入到容器和将气体从容器中排放以增加生产速度。此外，这提高了所制造的电子源的电子发射特性的再现性，尤其是提高了具有许多电子发射部分的电子源的电子发射特性的均匀性。

附图说明

附图1所示为依据本发明的电子源制造装置的结构的剖视图；

附图2所示为切去了在附图1和3中的电子源基片的外围部分的一部分的透视图；

附图3所示为依据本发明的电子源制造装置的结构的另一剖视图；

附图4所示为依据本发明具有辅助的真空容器的电子源制造装置的结构的剖视图；

附图5所示为依据本发明具有辅助的真空容器的电子源制造装置的另一结构的剖视图；

附图6所示为依据本发明具有辅助的真空容器的电子源制造装置的再一结构的剖视图；

附图7所示为依据本发明电子源制造装置的另一结构的剖视图；

附图8所示为在附图7中的电子源基片的周边部分的透视图；

附图9所示为依据本发明电子源制造装置的另一实例的剖视图；

附图10A和10B所示为说明在附图9中的第一容器和扩散板的形状的示意图；

附图11所示为依据本发明说明执行电子源基片的形成和激活步骤的抽空装置的示意图；

附图12所示为依据本发明的制造装置的另一实例的剖视图；

附图13所示为依据本发明的制造装置的再一实例的透视图；

附图14所示为依据本发明的制造装置的另一实例的剖视图；

附图15所示为依据本发明应用在电子源制造装置中的热传导部件的形状的透视图；

附图16所示为依据本发明应用在电子源制造装置中的热传导部件的另一种形状的透视图；

附图17所示依据本发明应用在电子源制造装置中的应用球形橡胶物质的热传导部件的形状的剖视图；

附图18所示依据本发明应用在电子源制造装置中的应用球形橡胶物质的热传导部件的另一种形状的剖视图；

附图19所示依据本发明应用在电子源制造装置中的扩散板的形状的剖视图；

附图20所示依据本发明应用在电子源制造装置中的扩散板的形状的顶视图；

附图21所示为说明成像装置的结构的部分切除透视图；

附图22所示为依据本发明的电子发射器件的结构的顶视图；

附图23所示为沿着线在附图22中的B-B’依据本发明的电子发射器件的结构的剖视图。

附图24所示为依据本发明的电子源的顶视图；以及

附图25所示为解释依据本发明的电子源制造方法的顶视图。

具体实施方式

参考该附图更详细地描述本发明。

本发明的第一优选实施例描述如下。

附图1、2和3所示为依据本实施例的电子源制造装置。附图1和3都为剖视图，附图2为说明在附图1中的电子源基片的周边部分的透视图。在附图1、2和3中，参考标号6表示作为电子发射器件7的导体；7表示X-方向的引线；8表示Y-方向的引线；10表示电子源基片；11表示支撑件；12表示真空容器；15表示进气口；16表示排出口；18表示密封部件；19表示扩散板；20表示加热器；21表示氢或有机物质气体；22表示载气；23表示干燥过滤器；24表示气体流量控制器；25a至25f表示阀；26表示真空泵；27表示真空计；28表示管道；30表示抽出的引线；32表示由电源和电流控制系统组成的驱动器；31表示将电子源基片的抽出的引线30连接到驱动器的引线；33表示扩散板19的开口；以及41表示热传导部件。

支撑件11支撑并固定电子源基片10，并具有以真空夹持机构、静电夹持机构、固定夹具等类似机构机械地固定电子源基片10的机构。支撑件11与加热器20并为一体，如果需要的话可以通过热传导部件41加热电子源基片10。

热传导部件41设置在支撑件11上。热传导部件41可以夹在支撑件11和电子源基片之间或埋入在支撑件11中以便不妨碍保持并固定电子源基片10的机构。

热传导部件能够吸收电子源基片的不平度和翘曲、将在电子源基片的电子处理步骤中产生的热传输到支撑或辅助真空容器(将在下文中描述)以及散热。热传导部件可以防止产生裂纹损坏电子源基片，因此有助于提高产量。

通过快速且可靠地使在电处理步骤中产生的热量散去，热传导部件41有助于降低由温度产生的输入气体浓度分布和降低在基片热分布的影响下器件的非均匀性。这就使得能够制造具有良好的均匀性的电子源。

热传导部件41可以由粘性液体物质比如硅脂、硅油或凝胶物质制成。由粘性液体物质制成的热传导部件41可以在支撑件11上移动。在这种情况下，为在支撑件11的预定区域的预定位置上保持粘性液体物质，即至少在形成了电子源基片10的导体6的区域上保持该粘性液体物质，根据该区域的情况在支撑件11上设置保持机构。保持机构可以是通过将粘性液体物质密封在抗热袋中来制备的作为封闭的热传导部件的部件或O型环。

当通过设置O型环或类似的装置来保持粘性液体物质但在O型环和该基片之间形成空气层以便彼此不精确接触时，还可以应用这样的方法：在设定电子源基片之后在基片和支撑之间注入粘性液体物质或形成气孔。附图3所示为该装置的剖面示意图，该装置具有O型环和粘性液体物质入口以将该粘性液体物质保持在预定的区域中。

加热器20具有封闭的管状形状，在该管路中密封有温度控制介质。虽然没有示出，如果该装置采用将粘性液体物质夹在支撑件11和电子源基片10之间的结构，在控制粘性液体物质的温度同时粘性液体物质在循环，电子源基片10的加热器20可以由加热装置或冷却装置替代。此外，该装置还可以采用能够将温度控制在目标温度并包括循环型温度控制装置、液体介质等装置的机构。

热传导部件41可以是弹性部件。该弹性部件可以由合成树脂材料比如聚四氟乙稀树酯、橡胶材料比如硅橡胶、陶瓷材料比如矾土或金属材料比如铜或铝制成。这些材料可以用作片材或分隔片材。可替换的是，如附图15和16所示，在支撑上可以设置柱体比如圆柱体或棱柱体、在与电子源基片的引线一致的X-方向或Y-方向延伸的线路、突起比如锥体、球体比如圆球或橄榄球球体(椭圆球体)或在其球体表面上具有突起的球体。

附图17所示为应用许多弹性件的球形热传导部件的结构的示意图。在附图17中，通过在电子源基片10和支撑件11之间散布和夹入细微的球形物质比如一种容易变形的橡胶材料构件和在直径方面比该细微的球形构件更小的球形物质(比该种橡胶材料构件的变形更小的球形物质)来构造热传导部件41。

附图18所示为应用复合材料的热传导部件的结构的示意图。通过如下的方式构造该热传导部件41：以硬质构件比如陶瓷件或金属件形成中心构件并以橡胶件覆盖该热传导部件的球形表面。在应用这种容易在支撑件11上移动的球形物质的过程中，理想的是，将如上文所描述的用作保持粘性液体物质的保持机构设置在支撑件11上。

在正对着电子源基片的表面上弹性件可以具有三维形状。该三维形状优选柱形、线性、突起形或球形(半球形)。更具体地说，三维形状优选如附图15所示的与在电子源基片上的X-方向引线或Y-方向引线的位置基本一致的线性三维形状、如附图16所示的器件电极的位置基本一致的柱状三维形状或没有示出的半球三维形状。

真空容器12是一种玻璃或不锈钢容器，并可取的是由几乎不从该容器中漏气的材料制成。真空容器12具有覆盖除了电子源基片10的抽出的引线以外的形成有导体6的区域的结构，并且能够抵抗至少1.33×10^-1帕(1×10^-3乇)至大气压的压力范围内的压力。

密封件18在电子源基片10和真空容器12之间保持气密空间，可以是O型环、橡胶片等类似的密封件。

有机物质气体21是用于激活电子发射器件的有机物质(下文将描述)或通过以氮气、氦气、氩气等类似气体稀释的有机物质制备的气体混合物。在执行电化处理(在下文中将描述)的过程中，将促进在导体膜中形成裂纹的气体例如降氢气体输入到真空容器12中。在另一步骤的输入气体的过程中，通过应用入口管道和阀部件25e将真空容器12连接到管道28来使用该气体。

应用有机物质来激活电子发射器件，这些有机物质包括脂肪羟比如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、醇、醛、酮、胺、腈、酚以及有机酸比如羰酸和磺酸。具有C_nH_2n+2形式的饱和的碳氢化合物的详细实例比如甲烷、乙烷和丙烷，具有C_nH_2n及类似的形式的未饱和的碳氢化合物的实例比如乙烯和丙烯、苯、甲苯、甲醇、乙醇、乙醛、丙酮、丁酮、甲胺、乙胺、苯酚、苯基氰以及乙腈。

当在室温下有机物质为气体时，可以直接使用有机物质21。当在室温下有机物质21为液体或固体时，将它放在容器中蒸发或升华。可替换的是，可以将该有机气体与稀释剂气体混合。

载气22是一种惰性气体比如氮气、氩气或氦气。

有机物质气体21和载气22以一定比例进行混合，并输入到真空容器12中。通过相应的气流控制器24控制气体21和22的流率和混合比例。每个气流控制器24由质量流量控制器、电磁阀等类似部件构成。通过设置在管道28的周围的加热器(未示)将气体混合物加热到适当的温度，然后通过入口15输入到真空容器12中。气体混合物的加热温度优选等于电子源基片10的温度。

需指出的是，更为可取的是干燥过滤器23设置在沿管道28的中间以干燥输入气体。每个干燥过滤器23可以应用吸湿材料比如硅胶、分子筛或氢氧化镁。

通过排放口16真空泵26以预定的排放率排放输入到真空容器12中气体混合物，在真空容器12中的气体混合物的压力保持恒定。在本发明中应用的真空泵26是一种低真空泵比如干泵、隔膜泵或螺旋泵(scroll pump)，并且优选一种无油泵。

在本实施例中，气体混合物的压力取决于激活所应用的有机物质的种类，它优选等于或高于这样的一种压力：在该压力下组成气体混合物的气体分子的平均自由路径λ比真空容器12的内部尺寸小得多，以便缩短激活步骤的时间并增加均匀性。这种压力落在所谓的粘性流体范围中，即这种压力为几百帕(几乇)至大气压压力中的压力。

扩散板19优选设置在真空容器12的进气口15和电子源基片10之间，因为扩散板19控制气体混合物的流量以均匀地将有机物质输送到整个基片上，因此增加了电子发射器件的均匀性。如附图1和3所示，扩散板19是一种具有开口33的金属板。如在附图19和20中所示，优选这样形成扩散板19的开口33：在入口附近的区域和在远离入口的区域之间开口的数量有变化或开口的面积有变化。

在扩散板19中，由于开口远离入口，如附图20所示开口面积增加，或者虽然没有示出，开口的数量可以增加，或者开口的面积增加且开口的数量也增加。应用这种设置，在真空容器12中流动的气体混合物的流速几乎恒定，因此增加了均匀性。然而，很重要的是扩散板19的形状必需考虑粘性流体的特征。扩散板19的形状并不限于在本说明书中所描述的一种形式。

例如，以同心形等间距和在圆周方向上以等角间隔形成开口33，设置开口的开口面积使其满足下面的方程。在这种情况下，设置开口面积使其以与距基片入口的距离成比例地增加。由于这种设置，输入的物质可以均匀地输送到电子源基片的表面上，因此可以均匀地激活电子发射器件。

S_d＝S₀×[1+(d/L)²]^1/2

这里

d：距从进气口的中心延伸的线与扩散板的交点的距离

L：从进气口的中心到从进气口的中心延伸的线与扩散板的交点的距离

S_d：在距从进气口的中心延伸的线与扩散板的交点的距离d处的开口面积

S₀：在从进气口的中心延伸的线与扩散板的交点处的开口面积

进气口15和排气口16的位置并不限于本实施例，还可以在其它的各种位置。为将有机物质均匀地输送进真空容器12中，进气口15和排气口16的位置优选在真空容器12中在垂直上的不同位置，如附图1和3所示，或者在水平上不同的位置，更为可取的是几乎对称的位置。

电子源基片的抽出的电极30是在真空容器12的外面。应用TAB引线或探针将所抽出的电极30连接到引线31，并连接到驱动器32。

在本实施例中，类似于下面的实施例。真空容器能够仅覆盖在电子源基片上的导体6，以便该装置小型化。由于电子源基片的引线在真空容器的外部，所以电子源基片可以容易地电连接到电源设备(驱动器)以执行电处理。

在包含有机物质的气体混合物以上述的方式在真空容器12中流动的同时，通过引线31给在基片上的每个电子发射器件施加电压，由此激活电子发射器件。

下文将描述本发明的第二优选实施例。本实施例与第一实施例的主要区别在于电子源基片10的支撑方法不同，其余的结构与第一实施例都相同。附图4和5为本发明的第二优选实施例的视图。在附图4和5中，参考标号12表示真空容器；14表示辅助真空容器；以及17表示辅助真空容器14的排气口。与附图1至3中相同的参考标号表示相同的部件。

在第一实施例中，当电子源基片10的尺寸较大时，电子源基片10要做得足够厚以能够抵抗压力差，或者采用电子源基片10的真空夹持的方法以降低压力差由此防止在电子源基片10的上表面和下表面之间的压力差(即，在真空容器12的内部压力和大气压压力之间的压力差)造成的对电子源基片10的损坏。

在第二实施例中，消除经过电子源基片10的压力差或使其最小化。在本实施例中，电子源基片10可以做得很薄。当电子源基片10应用到成像装置时，可以实现重量很轻的成像装置。在本实施例中，电子源基片10保持在真空容器12和辅助真空容器14中。作为在第一实施例中的支撑件11的替换的辅助真空容器14的内部压力保持在几乎等于真空容器12的压力，由此水平地保持住电子源基片10。

真空容器12和辅助真空容器14的内部压力分别通过真空计27a和27b设定。通过调整辅助真空容器14的排气口的阀25g的打开/关闭程度，可以将真空容器12和14的内部压力调整到几乎相同。

在附图4中，辅助真空容器14并入由与密封件18相同材料制成的片状第一热传导件41和由具有较高的热传导率的金属制成的第二热传导件42作为电子源基片10的热传导部件，以便通过第一热传导件41以较高的效率散去来自电子源基片10的热量和通过辅助真空容器14外部散热。需注意的是，为便于理解该装置的示意结构，附图4和5所示为具有比实际厚度更大的厚度的辅助真空容器14。

加热器埋在第二热传导件42中以便加热电子源基片10，通过控制机构(未示)可以外部地控制该温度。

第二热传导件42并入了能够保持或循环流体的管状封闭容器。通过外部控制该流体的温度，通过第一热传导件41可以加热或冷却电子源基片10。可替换的是，加热器可以设置在辅助真空容器14的底部或埋入在该底部，可以设置外部地控制该温度的控制机构(未示)以便通过第二热传导件42和第一热传导件41加热电子源基片10。作为一种变型，可以将这种加热装置设置在第二热传导件42和辅助真空容器14两者中以控制该温度，以便加热或冷却电子源基片10。

本实施例应用两个热传导件41和42。然而，热传导件可以做成一个热传导件或三个或更多个热传导件，它并不受本实施例的限制。

进气口15和排气口16的位置并不限于本实施例，它可以在不同的位置。为均匀地给真空容器12输送有机物质，进气口15和排气口16的位置优选设置如附图4和5所示的在真空容器12中在垂直的不同位置上或如第一实施例中的附图6所示在真空容器中在水平的不同的位置上，更为可取的是基本对称的位置。

当本实施例还具有将气体输入到真空容器12中的步骤时，与第一实施例类似，优选以与第一实施例相同的方式应用在第一实施例中所描述的扩散板19。在包含有机物质的气体混合物流动的同时，应用驱动器32通过引线31将脉冲电压施加到在基片10上的每个电子发射器件上，由此以与第一实施例的相同的方式激活电子发射器件。

还在本实施例中，与第一实施例类似，可以执行电子发射器件的激活或形成处理步骤。为激活电子发射器件，当包含有机物质的气体混合物在真空容器12中流动的同时，应用驱动器32通过引线31给在基片10上的每个电子发射器件施加脉冲电压。

参考附图14描述本发明的第三实施例。在本实施例中，基片支架207包括静电夹具盘208以防止由在该基片的上表面和下表面之间的压力差造成基片的变形或损坏。静电夹盘通过如下的方式固定基片：在插入到该静电夹盘中的电极209和基片10之间施加电压并通过该静电力将该基片10夹持到基片支架207上。为将在基片10上的预定的电压保持在预定的值，导体膜比如ITO膜形成在基片的下表面上。为通过静电夹持的方法夹持该基片，在电极209和基片之间的距离必须较短。因此，可取的是通过另一种方法将基片10暂时地压在静电夹盘208上。在附图14所示的装置中，形成在静电夹盘208的表面上的凹槽211的内部抽成真空以通过大气压将基片10夹紧在静电夹盘上。然后，从高压电源210将高压施加到电极209以满意地夹紧基片。此后，即使真空室202的内部抽成真空，施加到基片的压力差也能够通过静电夹盘的静电力将其抵消以防止基片变形或损坏。为提高在静电夹盘208和基片10之间的热传导，理想的是将热交换气体输入到以上述的方式暂时抽空的凹槽211中。该气体优选氦气，但其它的气体同样有效。在凹槽211中输入热交换气体不仅能够在基片10和静电夹盘208之间实现热传导，而且与甚至在没有凹槽部分上将基片10与静电夹盘208彼此热接触的情况相比还能够增加热传导。这就极大地改善了在整个基片上的热传导。在处理比如形成或激活的过程中，在基片10上产生的热量容易通过静电夹盘208传导到基片支架207以抑制由基片的温度的上升或局部热量产生所造成的温度分布的形成。如果基片支架包括温度控制装置比如加热器212和冷却单元213，则可以以更高的精度控制基片的温度。

下文更详细地描述应用上文所描述的制造装置的电子源制造方法的实例。

通过将电子源和成像部件结合可以形成在附图21中所示的成像装置。附图21为成像装置的示意图。在附图21中，参考表示69表示电子发射器件；61表示电子源基片10固定在其上的后板；62表示支撑件；66表示由玻璃基片63、金属背壳64以及荧光物质65所构成的面板；67表示高压接线端；以及68表示成像装置。

在该成像装置中，通过容器外部接线柱Dx1到Dxm和Dy1到Dyn从信号发生装置(未示)给相应的电子发射器件施加扫描信号和调制信号来发射电子。通过高压接线端67将5千伏的高压施加金属背壳64或透明电极(未示)以加速电子束并使其与荧光膜65碰撞。激励荧光膜，使其发光以显示图像。

在某些情况下，电子源基片10本身作为后板，该后板由一个基片组成。为使许多器件不受在例如容器外部接线柱Dx1附近的电子发射器件和远处的电子发射器件之间施加的电压降的影响，如在附图21所示，扫描信号引线可以是单侧的扫描引线。如果器件数量较大，并且该器件受到了电压降的影响，则增加引线宽度，增加引线厚度，或从两侧施加电压。

[实例]

通过实例详细地解释本发明。然而，本发明并不限于下面的实例，可以包括各种改型，在这些改型中可以在不脱离本发明的精神范围的前提下替换元件或改变设计。

[实例1]

通过应用依据本发明的制造装置本实例制造在附图24中所示的电子源，该电子源具有在附图22和23中所示的许多表面传导型电子发射器件。在附图22至24中，参考标号101表示基片；2和3表示器件电极；4表示导体膜；29表示碳膜；以及5表示在碳膜29中的间隙。参考符号G表示在导体膜4中的间隙G。在具有SiO₂层的玻璃基片(大小为350×300毫米，厚度为5毫米)上通过胶印方法印上Pt膏，加热并烘干以形成具有厚度为50纳米如附图25所示的器件电极2和3。通过丝网印刷法印上Ag膏并加热和烘干以形成如附图25所示的X-方向引线7(240线)和Y-方向引线8(720线)。在X-方向引线7和Y-方向引线8的交点上，通过丝网印刷法印上绝缘膏并加热和烘干以形成绝缘层9。

应用喷泡型注射装置在每对电极2和3之间滴下钯复合物溶液，在350℃下退火30分钟以形成如附图25所示由氧化钯的细微颗粒形成的导体膜。导体膜4的厚度为20纳米。这样，制成了电子源基片10，在电子源基片10上通过X-方向引线7和Y-方向引线8以矩阵的形式设有许多导体，每个导体都由一对电极2和3和导体膜4制成。

观测基片的翘曲和不平度，发现由于基片的原始翘曲和不平度造成基片的周边相对于基片的中心弯曲了0.5毫米，并且发现加热步骤易于使基片产生翘曲和不平度。

所制造的电子源基片10固定在附图1和2所示的制造装置的支撑件11上。厚度为1.5毫米的热传导橡胶片41夹在支撑件11和电子源基片10之间。

如附图2所示将不锈钢真空容器12设置在电子源基片10上以通过硅橡胶密封件18将所抽出的引线30设置在真空容器12的外部。如附图19和20所示的具有开口33的金属板设置为在电子源基片10之上的扩散板19。

打开在排气口16侧的阀25f以通过真空泵26(在这种情况下为螺旋泵)将真空容器12的内部抽空到大约1.33×10^-1帕(1×10^-3乇)。此后，为除去附着到排气装置的管道或电子源基片的湿气，应用管道型加热器(未示)和电子源基片10的加热器20将温度升高到120℃。将该温度保持2小时，然后逐渐降低到室温。

在基片的温度返回到室温之后，如附图2所示应用经过引线31连接到所抽出的引线30的驱动器32，通过X-方向引线7和Y-方向引线8在每个电子发射器件6的器件电极2和3之间施加电压。以这种方式完成导体膜的形成处理以在导体膜4中形成如在附图23所示的间隙G。

随后，应用相同的装置完成激活处理。打开在附图1中所示的气体输送阀25a至25d和在气体入口15侧的阀25e以将有机物质气体21和载气22的气体混合物输入到真空容器12中。有机物质气体21为混合有1％的乙烯的氮气，而载气22为氮气。它们的流量分别为40sccm和400sccm。在检验在出口16侧的真空计27的压力的同时，调整阀25f的打开/关闭程度以设定真空容器12的内部压力为133×10²帕(100乇)。

在开始输入有机物质大约30分钟后，通过应用驱动器32通过X-方向引线7和Y-方向引线8在每个电子发射器件6的器件电极2和3之间施加电压来完成激活处理。在25分钟内将电压从10V控制到17V。脉冲宽度为1毫秒，频率为100赫兹，激活时间为30分钟。通过如下的方法进行激活处理：将所有的Y-方向引线8和未经选择的X-方向引线7的引线都共同地连接到Gnd(接地电位)，选择X-方向引线7的10根线，随后以线为单元施加1毫秒脉冲。重复这种方法以激活所有的X-方向引线。激活所有的引线这种方法需要12小时。

测量每个X-方向引线在激活处理结束时的器件电流If(在电子发射器件的器件电极之间流动的电流)，比较器件电流If值发现该值大约为1.35A到1.56A，平均为1.45A(对应于每器件大约2毫安)，每个引线电流变化度大约为8％。可以执行足够的激活处理。

如附图22和23所示，在经历了激活处理后的电子发射器件上通过间隙5形成碳膜29。

在激活处理过程中，应用具有不同的排气装置的质谱仪(未示)来分析在排气口16侧的气体，发现质量编号28的氮气和乙烯和质量编号26的乙烯部分同时增加到饱和，并且在激活处理的过程中两值都保持恒定。

制造过程所需的时间可以缩短，并且可以增加电子源的电子发射器件的特性的均匀性，好比这样的情况：执行形成处理步骤和激活处理以制造如在附图21中所示的成像装置，在成像装置中与在实例1中的基片10相同且如附图25中所示的电子源基片10固定到在附图21中所示的后板61上，该附图21为成像装置的示意图，然后通过支撑框架62、吸气材料以及内径为10毫米外径为14毫米的排气管(未示)将面板66设置在电子源基片10之上5毫米处，在420℃下在氩气环境中应用烧结玻璃密封所得的结构。

尺寸较大的基片的弯曲容易造成产量的降低和特性的变化。通过在实例1中设定热传导部件，可以增加产量并降低特性的变化。

[实例2]

制造在附图25中所示的电子源基片10(该电子源基片10与在实例1中的基片10相同)，并设置在附图1的制造装置中。在本实例中，通过设置在管道28周围的加热器将包含有机物质的气体混合物加热到80℃，然后输入到真空容器12中。应用在支撑件11内的加热器20通过热传导部件41加热电子源基片10以将基片温度设定到80℃。除了这一点以外，与实例类似地执行激活处理过程，由此制造电子源。

如附图23和24所示，在经过了激活处理的电子发射器件上通过间隙5形成碳膜29。

与实例1类似，本实例在较短的时间内执行激活处理。与实例1类似地测量在激活处理结束时的器件电流If，发现与实例1相比器件电流If增加了大约1.2倍。器件电流If的变化度大约为5％，激活处理在均匀性方面很好。

本发明人估计加热减轻了在激活处理步骤中产生的热量造成的温度分布，进一步的加热促进了在激活处理步骤中的化学反应。

[实例3]

除了将在附图3中所示的制造装置用于与在实例1中的基片10相同的在附图25中所示的电子源基片10并应用硅油作为热传导部件外，通过与在实例1中相同的方法制造电子源。

在本实例的装置中，作为气孔和粘性液体物质排放孔的孔(未示)形成在器件电极区域外部差不多对角线的位置上，以便应用粘性液体物质入口管不将空气留在基片的下部表面和在基片之下在注入的硅油中的支撑件之间。在激活处理结束时的器件电流值与实例1的结果相同。

[实例4]

本实例涉及另一电子源制造实例。通过硅橡胶密封件18、与电子源基片10相接触并在表面上具有圆柱突起的片状硅橡胶热传导部件41以及并入埋入式加热器的铝热传导部件42，将在附图25中所示的电子源基片10设置在附图4中所示的制造装置的辅助真空容器14和真空容器12之间设置，与实例1类似应用具有厚度为3毫米的SiO层的玻璃基片来制造该电子源基片10。

与附图4所示的情况不同的是，本执行激活处理过程不需要设置任何扩散板19。

打开在排气口16侧的真空容器12的阀25f和在排气口17侧的辅助真空容器14的阀25g以通过真空泵26a和26b(在这种情况下为螺旋泵)将真空容器12和辅助真空容器14的内部抽空到1.33×10^-1帕(1×10^-3乇)。

当达到(真空容器12的内部压力)≥(辅助真空容器14的内部压力)时，完成抽空。当由于压力差引起基片变形和扭曲时，基片朝辅助真空容器翘曲，并压在凸出的热传导部件上。热传导部件抑制了该变形并支撑该电子源基片10。

当电子源基片10尺寸较大并且厚度较小或者反过来，即保持(真空容器12的内部压力)≤(辅助真空容器14的内部压力)时，电子源基片10朝真空容器12弯曲，在最坏的情况下基片朝真空容器12变形损坏，因为真空容器12并不包括任何用于抑制由压力差产生的电子源基片10的变形并支撑这基片10。换句话说，由于基片尺寸更大，厚度更小，在本实例的电子源制造装置中还作为基片支撑部件的热传导部件变得更为重要。

与实例1类似，应用驱动器32通过X-方向引线7和Y-方向引线8在每个电子发射器件6的电极2和3之间施加电压以对导体膜4执行形成处理过程，由此在导体膜4中形成如在附图23中所示的间隙G。在实例3中，为了在开始施加电压的同时促进在导体膜中的裂纹的形成，能够减少氧化钯的氢气从另一系统的管道(未示)逐渐地注入并达到533×10²帕(大约400乇)。

应用相同的装置完成激活处理过程。在进气口15侧的气体输送阀25a至25d和阀25e都打开以将有机物质气体2和载气22的混合气体输入到真空容器12中。有机气体21是1％的混合有丙烯的氮气，载气22是氮气。它们的流量分别为10sccm和400sccm。在这些气体通过相应的干燥过滤器23之后，将该混合气体输入到真空容器12中。在检验在排气口16侧的真空计27的压力的同时，调整阀25f的打开/关闭程度以将真空容器12的内部压力设定为266×10²帕(200乇)。同时，调整在排气口17侧的辅助真空容器14的阀25g的打开/关闭程度以将辅助真空容器14的内部压力设定在266×10²帕(200乇)。

与实例1类似，在应用驱动器32通过X-方向引线7和Y-方向引线8在每个电子发射器件6的电极2和3之间施加电压以执行激活处理过程。通过与实例1相同的方法测量在激活处理过程中的器件电流If，发现器件电流If为1.34A至1.53A，变化度为7％。可以执行足够的激活处理。

注意，在经过了激活处理的电子发射器件上通过间隙5形成碳膜29，如附图22和23所示。

在激活处理过程中，应用具有不同的排气装置的质谱仪(未示)来分析在排气口16侧的气体，发现质量编号为28的氮气和质量编号为42的丙烯同时增加到饱和，并且在激活处理过程中两值都保持恒定。

在本实例中，在266×10²帕(200乇)的压力下落在粘性流体范围内将包含有机物质的气体混合物输入到设置在具有电子发射器件的电子源基片10上的真空容器12中，以使在较短的时间周期内有机物质能够变得均匀。因此，能够极大地缩短激活处理所需的时间。

[实例5]

在本实例中，将如附图19和20中所示的扩散板19设置在真空容器12中。除了这一点以外，与实例4类似，应用与在附图4中所示的相同的装置。与实例4类似，通过形成处理过程在附图23所示的导体膜中形成间隙G，进行激活处理以形成电子源。

与实例4类似，本实例在较短的时间内执行激活处理。注意在经历了激活处理的电子发射器件上通过间隙5形成碳膜29，如附图22和23所示。通过与实例4相同的方法测量在激活处理结束时的器件电流If，发现该器件电流If的值为1.36A至1.50A，变化度为5％。所完成的激活处理的均匀性很好。

[实例6]

在本实例中，在实例5中所使用的在附图4中所示的装置采用埋入在热传导部件42中的加热器20。通过外部控制装置控制这种加热器以通过热传导件41和42加热电子源基片10以将基片温度设置在80℃。此外，通过设置在管道28周围的加热器加热气体以进行激活处理。除了这一点以外，与实例5类似地完成激活处理。

在经历了激活处理的电子发射器件上通过间隙5形成碳膜29，如附图22和23所示。

通过与实例4相同的方法测量在激活处理结束时的器件电流If，发现该器件电流If的值为1.37A至1.48A，变化度为4％。能够足够完成激活处理。

[实例7]

本实例应用硅橡胶片作为热传导部件41，将该硅橡胶片分成片段并处理成具有几个凹槽的三维形状以使与基片接触的表面不滑动。采用在附图5中所示的应用不锈钢制成的热传导弹簧状的部件43的装置。通过外部控制装置(未示)控制埋在辅助真空容器的下部中的加热器20，并通过热传导弹簧件43和热传导件41加热电子源基片10。除了这一点外，通过与在实例6中相同的方法制造电子源。结果，与实例6类似制造了高质量的电子源。

[实例8]

在本实例中，除了下述不同外其它都与实例7相同的方法制造电子源，即在激活处理过程中对两线同时执行每10线执行的处理，并且每20线执行该处理。通过与在实例7中相同的方法测量在激活处理过程结束时的器件电流If，发现器件电流If的值为1.36A至1.50A，变化度轻微地增加到大约5％。

本发明人估计增加处理线的数量产生了更多的热量，热分布影响了电子源的制造。

在依据实例5至8的电子源制造装置中，应用热传导部件来有效地增加产量和增强电子源基片的特性。

[实例9]

本实例涉及如在附图21中所示的作为由本发明制造的电子源的应用的成像装置。类似于实例2，将经过了形成和激活处理过程的电子源基片10固定到后板61上。通过支撑框架62和排气管(未示)将面板66设置在电子源基片10之上5毫米处。应用烧结的玻璃在420℃下在氩气环境中密封所得的结构。

如下文将要描述，在电子源基片10上设置保持在电子源基片10和面板66之间的间隔的部件(未示)以便即使将通过密封制造的容器的内部抽空到大气压或更小的压力的情况下大气压力仍然不会损坏容器。

在将容器的内部抽成真空之后，容器的内部压力设置为大气压压力或比大气压压力更小，密封排气管以形成一种如在附图10A和10B中所示的成像装置。为保持密封的容器的内部压力，通过高频加热方法对设置在容器内的吸气材料(未示)进行处理。

在以这样的方式完成成像装置中，经过外部容器接线柱Dx1至Dxm和Dy1至Dyn从信号发生装置(未示)给相应的电子发射器件施加扫描信号和调制信号来发射电子。通过高压接线端子将5千伏的高压施加到金属背板65或透明电极(未示)以加速电子束并使其与荧光膜64碰撞。激励该荧光膜64发光以显示图像。依据本实例的成像装置可以显示具有足够可以作为电视图像质量的图像，而且通过目视检查没有任何亮度变化和彩色不均匀性。

依据本实例的电子源制造装置和制造方法还能够有效地用于制造成像装置，有助于提高显示图像的质量。依据实例1至9的制造装置和制造方法，在激活处理步骤中的有机物质输入时间可以被缩短以缩短制造时间并增加产量。应用该制造装置和制造方法能够提供均匀性极好的电子源。

高真空的排气装置可以取消以降低装置的制造成本。由于这种制造装置具有较小的真空容器，该真空容器仅覆盖在电子源基片上的电子发射器件，因此该装置可以小型化。

由于电子源基片的抽出的引线在真空容器之外，因此容易电连接电子源基片和驱动器。

应用本发明的制造装置所产生的电子源能够提供均匀性极好的成像装置。

[实例10]

通过应用依据本发明的制造装置本实例制造在附图22和23中所示的电子源。

通过胶印法在具有SiO₂层的玻璃基片上印Pt膏，加热并烘干以形成厚度为50纳米如在附图25中所示的器件电极2和3。通过丝网印刷法印Ag膏，加热并烘干以形成如附图25所示的X-方向引线7和Y-方向引线8。在X-方向引线7和Y-方向引线8的交点上，通过丝网印刷法印上绝缘膏，加热并烘干以形成绝缘层9。

应用气泡喷射型注射装置在每对电极2和3之间滴下钯复合物溶液，在350℃下退火30分钟以形成如附图25所示由氧化钯的细微颗粒形成的导体膜。导体膜4的厚度为20纳米。这样，制成了电子源基片10，在电子源基片10上通过X-方向引线7和Y-方向引线8以矩阵的形式设有许多导体，每个导体都由一对电极2和3和导体膜4制成。

将所制造的如附图25所示的电子源基片10固定到在附图7和8所示的制造装置的支撑件11上。如附图8所示将不锈钢容器12设置在电子源基片10上以通过硅橡胶密封部件18将抽出的引线设置在真空容器12的外面。将具有开口33的金属板作为扩散板19设置在电子源基片10之上。形成扩散板19的开口33使其满足如下等式，并且在同心方向上间隔5毫米，在圆周方向上间隔5度同时在中心(从进气口的中心延伸的线和扩散板的交点)的开口具有直径为1毫米的圆形。从进气口的中心到从进气口的中心延伸的线和扩散板的交点的距离的距离L设定为20毫米。

S_d＝S₀×[1+(d/L)₂]^1/2

这里

d：距从进气口的中心延伸的线与扩散板的交点的距离

L：从进气口的中心到从进气口的中心延伸的线与扩散板的交点的距离

S_d：在距从进气口的中心延伸的线与扩散板的交点的距离d处的开口面积

S₀：在从进气口的中心延伸的线与扩散板的交点处的开口面积

打开在排气口16侧的阀25f以通过真空泵26(在本实例中为螺旋泵)将真空容器12的内部抽空到大约1×10^-1帕。此后，应用驱动器32通过X-方向引线7和Y-方向引线8在每个电子发射器件6的器件电极2和3之间施加电压。由此对导体膜4执行形成处理过程以在导体膜4中形成如附图23所示的间隙G。

应用相同的装置完成激活处理过程。在激活处理过程中，将在气体入口15侧的阀25e和在附图7中所示的气体输送阀25a至25d打开以将有机物质气体21和载气22的气体混合物输入到真空容器12中。有机物质气体21为混合有1％的乙烯的氮气，而载气22为氮气。它们的流量分别为40sccm和400sccm。在检验在出口16侧的真空计27的压力的同时，调整阀25f的打开/关闭程度以设定真空容器12的内部压力为1.3×10⁴帕。

激活处理如下完成：应用驱动器32通过X-方向引线7和Y-方向引线8在每个电子发射器件6的器件电极2和3之间施加电压。该电压为17V，脉冲宽度为1毫秒，频率为100赫兹，而激活时间为30分钟。通过如下的方法执行激活：将所有的Y-方向引线8和未经选择的X-方向引线7都共同地连接到Gnd(接地电位)，选择X-方向引线7的10根线，随后以线为单元施加1毫秒脉冲。重复这种方法以对所有的X-方向引线进行激活处理。

如附图22和23所示，在经历了激活处理后的电子发射器件上通过间隙5形成碳膜29。

测量每个X-方向引线在激活处理结束时器件电流If(在电子发射器件的器件电极之间流动的电流)，发现器件电流If的变化度大约为5％。可以执行足够的激活处理。

在激活处理过程中，应用具有不同的排气装置的质谱仪(未示)来分析在排气口16侧的气体，发现质量编号28的氮气和乙烯和质量编号26的乙烯部分同时增加到饱和，并且在激活处理的过程中两值都保持恒定。

在本实例中，在1.3×10⁴帕的压力下在粘性流体范围内将包含有机物质的气体混合物输入到设置在电子源基片10上的容器12中，以便在较短的时间周期内能够使在容器12内的有机物质浓度变得均匀。因此，能够极大地缩短激活处理所需的时间。

[实例11]

在本实例中，应用一直到激活处理之前的步骤都与实例10类似的步骤制造的电子源基片10并设置在附图7中所示的制造装置中。

在本实例中，通过设置在管道28的周围的加热器将包含有机物质的气体混合物加热到120℃，然后将其输入到容器12中。应用在支撑件11里面的加热器20加热电子源基片10以将基片的温度设置在120℃。除了这一点以外，与实例1类似地执行激活处理。

如附图22和23所示，在经历了激活处理后的电子发射器件上通过间隙5形成碳膜29。

与实例10类似，本实例在较短的时间内执行了激活处理。测量每个X-方向引线在激活处理结束时器件电流If(在电子发射器件的器件电极之间流动的电流)，发现与实例1相比较器件电流If增加了大约1.2倍。器件电流If的变化度大约为4％，实现了非常均匀的激活。

[实例12]

在本实例中，通过硅橡胶密封部件18将在附图25中所示的电子源基片10设置在附图9中所示的制造装置的第一容器13和第二容器14之间，通过在形成导体膜4之前的步骤都与在实例10中的步骤类似的步骤来制造该电子源基片10。本实例进行激活处理但不需要设定任何扩散板19。

打开在第一容器13的排气口16侧的阀25f和在第二容器14的排气口17侧的阀25g以通过真空泵26a和26b(在本实例中为螺旋泵)将第一容器13和第二容器14的内部抽空到大约1×10^-1帕。与实例1类似，应用驱动器32通过X-方向引线7和Y-方向引线8在每个电子发射器件6的器件电极2和3之间施加电压，以对导体膜4执行形成处理，由此在导体膜4中形成如附图23所示的间隙G。

应用相同的装置完成激活处理过程。在激活处理步骤中，将在附图9中所示的在气体入口15侧的气体输送阀25a至25d和阀25e打开以将有机物质气体21和载气22的气体混合物输入到第一容器13中。有机物质气体21为混合有1％的丙烯的氮气，而载气22为氮气。它们的流量分别为10sccm和400sccm。在这些气体通过相应的干燥过滤器23之后，将混合气体输入到第一容器13中。在检验在出口16侧的真空计27的压力的同时，调整阀25f的打开/关闭程度以将第一容器13的内部压力设定为2.6×10⁴帕。

同时，调整在第二容器14的出口17侧上的阀25g的打开程度以将第二容器14的内部压力设定为2.6×10⁴帕。

与实例10类似，应用驱动器32通过X-方向引线7和Y-方向引线8在每个电子发射器件6的器件电极2和3之间施加电压以执行激活处理。

如附图22和23所示，在经历了激活处理后的电子发射器件上通过间隙5形成碳膜29。

测量每个X-方向引线在激活处理结束时器件电流If(在电子发射器件的器件电极之间流动的电流)，发现器件电流If的变化度大约为5％。

在激活处理过程中，应用具有不同的排气装置的质谱仪(未示)来分析在排气口16侧的气体，发现质量编号28的氮气和质量编号42的丙烯同时增加到饱和，并且在激活处理步骤中两值都保持恒定。

在本实例中，在2.6×10⁴帕的压力下在粘性流体范围内将包含有机物质的气体混合物输入到设置在具有电子发射器件的电子源基片10上的第一容器13中，以使在较短的时间周期内在该容器中的有机物质浓度能够变得均匀。因此，能够极大地缩短激活处理所需的时间。

[实例13]

应用一直到激活处理步骤都与实例12类似的步骤制造的电子源基片10并将其设置在附图9的制造装置中。在实例13中，除了将与在附图10A和10B中所示的扩散板19设置在容器13中以外其余都与实例12类似地执行激活处理。

还是在本实例中，如附图22和23所示，在经历了激活处理后的电子发射器件上通过间隙5形成碳膜29。

形成扩散板19的开口33使其满足如下等式，并且在同心方向上间隔5毫米，在圆周方向上间隔5度同时在中心(从进气口的中心延伸的线和扩散板的交点)的开口具有直径为1毫米的圆形。从进气口的中心到从进气口的中心延伸的线和扩散板的交点的距离的距离L设定为20毫米。

S_d＝S₀×[1+(d/L)²]^1/2

这里

d：距从进气口的中心延伸的线与扩散板的交点的距离

L：从进气口的中心到从进气口的中心延伸的线与扩散板的交点的距离

S_d：在距从进气口的中心延伸的线与扩散板的交点的距离d处的开口面

S₀：在从进气口的中心延伸的线与扩散板的交点处的开口面积

还在本实例中，与实例12类似，在较短的时间内完成激活步骤。测量每个X-方向引线在激活处理结束时的器件电流If(在电子发射器件的器件电极之间流动的电流)，发现器件电流If的变化度大约为5％。实现了均匀性极好的激活处理。

[实例14]

在实例14中，应用通过本发明所制造的电子源来制造在附图中所示的成像装置。

与实例11类似，如附图21所示，将经过了形成处理和激活处理的电子源基片10固定到后板61上。然后，通过支撑框架62和排气管道(未示)将面板66设置在基片之上5毫米处。在氩气环境中在420℃下应用烧结的玻璃将所得的结构密封。在将容器的内部抽空之后，密封排气管以形成如在附图21中所示的成像装置的显示面板。

最后，为在密封之后维持压力，通过高频率加热法进行除气处理。

将以这种方式完成的显示面板连接到所需的驱动装置以构造成像装置。通过外部容器接线端Dx1到Dxm和Dy1到Dyn从信号发生装置(未示)给相应的电子发射器件施加扫描信号和调制信号来发射电子。通过高压接线端67将5千伏的高压施加金属背壳64或透明电极(未示)以加速电子束并使其与荧光膜65碰撞。激励荧光膜，使其发光以显示图像。

依据本实例的成像装置可以显示具有足够可以作为电视图像的质量的图像，而且通过目视检查没有发现任何亮度变化和色彩不均匀性。

依据实例10至14的制造装置，缩短了在激活步骤中有机物质输入时间由此缩短了制造时间。取消了高压真空排气装置，由此降低了装置的制造成本。

由于这种装置具有仅覆盖在电子源基片上的电子发射器件的容器，因此该装置可以小型化。由于电子源基片的所抽出的引线是在该容器之外，因此容易电连接电子源基片和驱动器。

应用本制造装置能够提供均匀性极好的电子源和成像装置。

[实例15]

制造一种具有电子源的成像装置，在该电子源上有许多如附图24所示的电子发射器件以矩阵的方式接线。所制造的电子源基片在X-方向上具有640像素和在Y-方向上具有480像素，这些像素以简单矩阵的方式设置。荧光物质设置在相应的像素的位置上，由此获得一种能够进行彩色显示的成像装置。与上述的实例类似，通过对由PdO细微颗粒制成的导体膜进行形成处理和激活处理来制造在本实例中的表面传导型电子发射器件。

通过与在上文中的实例中相同的方法将具有矩阵结构的电子基片连接到在附图11和12中所示的排气装置135。进行抽空以达到1×10^-5帕的压力从而在导体膜4上形成如在附图23所示的间隙G。一旦完成了形成处理，从气体入口管线138输入丙酮。与形成处理类似，将电压施加到每个线上以执行激活处理。如附图22和23所示通过间隙5形成碳膜4以制造电子源基片。此后，将适当的电压施加到X-方向电极和Y-方向电极，测量流过640×680个器件的电流值，发现有5个器件并没有任何电流流过。在这些缺陷部分上，再次形成PdO导体膜，类似地执行形成处理和激活处理步骤。缺陷部分恢复，640×680个电子发射器件形成在电子源基片上而没有任何缺陷。所获得的电子源基片71与作为壳层88的玻璃框架和具有荧光物质的面板对齐。以易熔玻璃密封所得的结构，经过面板组件抽空、烘干以及密封的步骤完成成像装置的面板。

[实例16]

附图13所示为在本实例中的成像装置的制造装置的示意图。在附图13中，参考标号110表示器件形成基片；74表示电子发射器件；153表示真空室；132表示排气管；155表示O型环；以及166表示烘烤加热器。与实例15类似，将具有以矩阵形式布线的许多表面传导型的电子发射器件的电子源形成基片从其上面和下面抽空到1×10^-7帕的压力，然后进行形成处理和激活处理。在1×10^-4帕的压力下在苯基氰的环境中连续地对器件进行通电来完成激活处理。在激活处理之后，在250℃下通过设置在真空室153中的烘烤加热器166烘烤容器和器件形成基片以加热。使器件形成基片与面板和支撑框架对准并密封，由此完成成像装置的面板。

依据上文所描述的实例15至16的制造方法和制造装置具有如下的效果：

在组装包含电子源基片的产品壳层之前监测电子源基片的缺陷。通过修复缺陷部分，总是生产包裹着无缺陷的电子源基片的壳层。

由于从电子源基片的上表面和下表面进行抽空，所以可以应用薄的玻璃基片作为电子源基片。

[实例17]

如附图24所示，本实例也制造具有电子源的成像装置，在该电子源上以矩阵的方式连接如附图22和23所示的表面传导型电子发射器件的引线。

下文解释本实例。

在玻璃基片的下表面上溅射一种厚度为100纳米的ITO膜。在制造电子源过程中该ITO膜用作静电夹盘电极。ITO膜的材料并不限于其电阻率达10⁹Ωcm或更小的材料，还可以应用半导体、金属等类似的材料。如附图24所示，通过上文所述的制造方法在玻璃基片的上表面上形成了许多行方向上的引线7、许多列方向上的引线8、通过这些引线以矩阵形式接线的器件电极2和3以及PdO导体膜4，由此制成了器件形成基片10。应用在附图14中所示的制造装置执行如下的步骤。

在附图14中，参考标号202表示真空室；203表示O型环；204表示作为激活气体的苯基氰；205表示作为真空计的离子化真空计；206表示抽空系统；207表示基片支架；208表示设置在基片支架207中的静电夹盘；209表示埋在静电夹盘208中的电极；210表示给电极209施加DC高压的高压电源；211表示形成在静电夹盘208的表面上的凹槽；212表示电加热器；213表示冷却单元；214表示抽空系统；215表示电接触在器件形成基片10上的引线部分的探针单元；以及216表示连接到探针单元215的脉冲发生器。参考符号V1至V3表示阀。

将器件形成基片10放在基片支架207上。将阀V2打开以将凹槽211内部抽成100帕或更小的真空，静电夹盘208真空夹持基片10。同时通过接触针(未示)将在器件形成基片10的下表面上的ITO膜接到相同电位的地作为高压电源210的负极侧。从高压电源210(负极侧接地)给电极209输送2千伏的DC电压，通过静电夹盘208静电夹紧器件形成基片10。关闭V2，打开V3以将He气体输入到凹槽211中，并将He气体保持在500帕。He气体能够改善在器件形成基片201和静电夹盘208之间的热传导。注意，虽然He气体是最适合的，但是也可以应用其它气体比如N₂、Ar等类似的气体。只要能够达到所需的热传导就可以，气体的类型并不受限制。通过O型环203将真空室202安装在器件形成基片10上，以将引线的端部设置在真空室202之外。在真空室202的里面形成有气密空间，通过抽空系统206将其抽空到1×10^-5帕的压力。水温为15℃的冷却水流经冷却单元213。此外，从具有温度控制功能的电源(未示)向电加热器212通电，将器件形成基片10保持在50℃的预定温度。

使探针单元215与在暴露在真空室202之外的器件形成基片10上的引线电接触。连接到探针单元215的脉冲发生器216施加三角形脉冲，该脉冲的底部宽度为1毫秒，周期为10毫秒，10V的峰值为120秒，从而实施了形成处理步骤。通过静电夹盘208将在形成处理步骤中流经的电流所产生的热量有效地吸收。将器件形成基片10保持在50℃的预定的温度，令人满意地完成形成处理步骤，同时还可以防止热应力损坏。

通过这种形成处理步骤，在导体膜4中形成在附图23中所示的间隙G。

调整流经电加热器212的电流以将器件形成基片10保持在60℃的预定温度中。V1打开以在2×10^-4帕的压力下将苯基氰(benzonitrile)输入到真空容器202，同时通过离子化真空计205测量该压力。脉冲发生器216通过探针单元215施加三角形脉冲，该脉冲的底部宽度为1毫秒，周期为10毫秒，15V的峰值为60分钟。类似于形成处理步骤，通过静电夹盘208有效地吸收了由在激活处理步骤中流动的电流所产生的热量。将器件形成基片10保持在60℃的预定的温度，令人满意地完成激活处理步骤，同时还可以防止热应力损坏。

通过这种激活处理步骤，通过间隙G形成了碳膜29，如附图22和23所示。

将经过这些步骤的器件形成基片10与玻璃框架和具有荧光物质的面板对齐。以易熔玻璃密封所得的结构以形成真空壳层。在该壳层中执行这些步骤比如抽空、烘干以及密封的步骤，由此制成如在附图21中所示的成像面板。

由于在形成处理和激活处理步骤中应用静电夹盘208和He气体来实施本实例，所以可以形成具有均匀特性的高质量的表面传导型电子发射器件。可以制造具有高度均匀性的图像性能的成像面板。此外，还可以防止热应力损坏以增加产量。

本发明提供了一种电子源制造装置，这种电子源制造装置易于小型化并且容易操作。

本发明提供一种能够提高生产速度并适合于大批生产的电子源制造方法。

本发明提供了一种能够制造具有极好电子发射特性的电子源制造装置和制造方法。

此外，本发明还能够提供一种具有极好的图像质量的成像装置。

Claims (12)

1.一种电子源制造装置，其特征在于包括：

支撑具有导体的基片的支撑件；

具有进气口和排气口并覆盖基片的表面的部分区域的容器；

连接到进气口以将气体引入到所说的容器的装置；

连接到排气口以将所说的容器的内部抽空的装置；以及

给该导体施加电压的装置。

2.根据权利要求1所述的电子源制造装置，其中支撑件包括将该基片固定到支撑件的装置。

3.根据权利要求1所述的电子源制造装置，其中支撑件包括用于真空夹持基片和支撑件的装置。

4.根据权利要求1所述的电子源制造装置，其中支撑件包括用于静电夹持基片和支撑件的装置。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的电子源制造装置，其中支撑件包括热传导部件。

6.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的电子源制造装置，其中支撑件包括用于基片的温度控制机构。

7.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的电子源制造装置，其中支撑件包括热产生装置。

8.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的电子源制造装置，其中支撑件包括冷却装置。

9.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的电子源制造装置，其中所说的容器包括使引入到容器中的气体进行扩散的装置。

10.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的电子源制造装置，进一步包括对所引入的气体进行加热的装置。

11.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的电子源制造装置，进一步包括对所引入的气体进行干燥的装置。

12.一种使用电子源制造装置来制造电子源的电子源制造方法，所述电子源制造装置是根据权利要求1至4中任一权利要求所述的电子源制造装置。

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